专利名称：一种氢炔比控制方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氢炔比控制方法及系统。
背景技术：
乙烯、丙烯是重要的石油化工原料，通常采用烃类蒸汽裂解的方法生产。烃类蒸汽裂解得到的裂解气是含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、混合碳四、混合碳五、裂解汽油等的混合物。为满足下游加工产品的需要，通常要求对裂解气进行分离、精制以生产乙烯、丙烯、丁二烯等产品。在裂解气分离过程中，乙炔富集于碳二馏分，丙炔(MA)和丙二烯(PD)富集于碳三馏分。乙炔含量通常在碳二馏分中占O. 5% -2. 5%, MAPD通常在碳二馏分中占1. 0% -5. 0%。在工业生产中乙炔、丙炔和丙二烯(MAPD)通常采用催化选择加氢的方法去除。
图1示出了一个典型的碳二选择加氢除乙炔的流程。在图1中，一段反应器I和二段反应器2中装填选择加氢催化剂。 碳二馏分经预热后，与经过计量的氢气混合，进入一段反应器1，在一段反应器I中，部分乙炔与氢气发生反应，生成乙烯和乙烷；一段反应器I的产物经冷却后，再与计量的氢气混合，进入二段反应器2，在二段反应器2中，全部乙炔与氢气发生反应，生成乙烯和乙烧。衡量在上述加氢过程中，有2个关键控制指标即催化剂的活性和选择性。催化剂的活性以一段反应乙炔转化率和二段出口物料中乙炔含量来衡量，通常情况下，一段转化率要求达到60%至80%，二段出口物料中乙炔含量要求小于10-10质量分数。催化剂的选择性表示的反应掉的乙炔生成乙烯的比例，选择性越高表明得到的乙烯越多。转化率和选择性的定义如下
权利要求
1.一种氢炔比控制方法，该方法包括以下步骤 1)检测反应后产物中的乙炔摩尔百分含量Vp； 2)根据以下公式计算所需氢气流量值FhFh = SvXVrXVpXQ/Vh，其中Fh为所需氢气流量值，其中Fh为所需氢气流量值，单位为m3/h，Sv为反应体积空速，单位为h-1,Vr为催化剂体积，单位为m3, Vp为乙炔摩尔百分含量,单位为mol%, Q为氢炔比，Vh为反应的氢气摩尔浓度，单位为mol% ； 3)根据计算得到的所需氢气流量值Fh来控制氢气流量设定值Fs，进而根据所述氢气流量设定值Fs来控制氢炔比。
2.根据权利要求1所述的氢炔比控制方法，其中，在步骤1)中，根据在线色谱分析获得反应后产物中的乙炔摩尔百分含量Vp。
3.根据权利要求1所述的氢炔比控制方法，其中，所述步骤3)包括 根据以下公式来计算氢气设定量变化比C :C= Fh-Fs /Fs X 100% ； 当C < 10%时，则将所述氢气流量设定值Fs改变为所述所需氢气流量值Fh ； 当C≥10 %时，则比较Fh和Fs，如果Fh > Fs，则将所述氢气流量设定值Fs改变为Fs (1+10% )，如果Fh < Fs，则将所述氢气流量设定值Fs改变为Fs (1-10% )。
4.根据权利要求3所述的氢炔比控制方法，其中，该方法还包括以下步骤 4)重复执行步骤1)-步骤3)，当连续三次计算得到的所述氢气设定量变化比c≥10%时，则进行报警。
5.一种氢炔比控制系统，该系统包括 乙炔含量检测单元，用于检测反应后产物中的乙炔摩尔百分含量Vp ; 控制单元，用于根据以下公式计算所需氢气流量值Fh Fh = SvXVrXVpXQ/Vh，其中Fh为所需氢气流量值，单位为m3/h，Sv为反应体积空速，单位为h—1，Vr为催化剂体积，单位为m3, Vp为乙炔摩尔百分含量,单位为mol%, Q为氢炔比，Vh为反应的氢气摩尔浓度,单位为mol %，并根据计算得到的所需氢气流量值Fh来控制氢气流量设定值Fs，并向氢炔比控制实施单元输出氢气的配入量的控制信号； 氢炔比控制实施单元，从所述控制单元接收所述控制信号，并根据所述控制信号来控制氢气的配入量，进而控制氢炔比。
6.根据权利要求5所述的氢炔比控制系统，其中，所述乙炔含量检测单元包括在线色谱分析单元，该在线色谱分析单元根据在线色谱分析获得反应后产物中的乙炔摩尔百分含量Vp。
7.根据权利要求5所述的氢炔比控制系统，其中，所述氢炔比控制实施单元为控制阀。
8.根据权利要求5所述的氢炔比控制系统，其中，所述控制单元被配置为根据以下公式来计算氢气设定量变化比C C = I Fh-Fs I /Fs X 100%，其中Fs为氢气流量设定值； 当C < 10%时，则将所述氢气流量设定值Fs改变为所述所需氢气流量值Fh ； 当C≥10%时，则比较Fh和Fs，如果Fh > Fs，则将所述氢气流量设定值Fs改变为Fs (1+10% )，如果Fh < Fs，则将所述氢气流量设定值Fs改变为Fs (1-10% )。
9.根据权利要求8所述的氢炔比控制系统，其中，该氢炔比控制系统还包括报警单元， 所述控制单元还被配置为当连续三次计算得到的所述氢气设定量变化比C ≥ 10%时，向所述报警单元输出报警信号； 所述报警单元用于当从所述控制单元接收到报警信号时，进行报警。
全文摘要
本发明公开了一种氢炔比控制方法及系统。该方法包括以下步骤1)检测反应后产物中的乙炔摩尔百分含量Vp；2)根据以下公式计算所需氢气流量值FhFh＝Sv×Vr×Vp×Q/Vh，其中Fh为所需氢气流量值，其中Fh为所需氢气流量值，单位为m3/h，Sv为反应体积空速，单位为h-1，Vr为催化剂体积，单位为m3，Vp为乙炔摩尔百分含量，单位为mol％，Q为氢炔比，Vh为反应的氢气摩尔浓度，单位为mol％；3)根据计算得到的所需氢气流量值Fh来控制氢气流量设定值Fs，进而根据所述氢气流量设定值Fs来控制氢炔比。利用本发明的技术方案，能够对选择加氢过程中的氢炔比实现精确控制，大大减轻了操作人员的劳动强度，且确保了反应的安全进行。
文档编号G05D11/13GK103049011SQ20111031264
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者李庆, 吴小英, 孙康, 吴瑾, 刘瞻 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院